十年匆匆而过,各种型号的笔记本电脑蓬勃发展,全面屏手机成为标配,摄像头从800万提到1亿像素,指纹解锁、面容识别、快充技术也不再新鲜……一切都在变化,顺应时代发展。
一切又仿佛没有改变,从1990年到现在,锂电池技术几乎原地踏步,进展缓慢。
电池这玩意涉及到材料学,而材料学但凡想做出突破,没有多少捷径可走,就是不断换材料进行重复实验,什么时候出成果,不知道,简称薛定谔的材料。
我一个在研究所工作的朋友,每天任务就是做理论模拟,盯着元素周期表和晶体数据库,将各种材料反复组合,不管能合成、还是不能合成的,通通计算一遍,只为了碰运气,找到在电池上的突破口。
但这一碰就是三年,不要说有什么突破性材料,甚至连电池的理论寿命都无法推导,完全找不到数学模型,只能靠一遍遍实验数据去算,去寻找趋势,做各种无用功。
太苦了,眼见他的地中海逐渐成型,岁月不饶人。
早些年还会有新闻贩卖概念,什么锂空气、纳米电池、量子电池等等,甚至是加水就能跑的氢能汽车,要不只谈容量,回避生产成本;要不谈充电速度,不谈寿命;或者干脆就是交智商税的。
如果一味追求续航时间长的电池,我们早就发明出来了,现在人造卫星上用的核衰变电池就可以用好几十年,可功率太低,根本带不动手机。
电池这一块,我们一次次折戟沉沙,无功而返,只能在现有锂电池技术上修补,做各种形式上的创新。
近年来也有不少安全性上的突破,比如比亚迪的“刀片电池”,成功征服了针刺测试:
针刺测试已经克服,但如何克服在寒冬环境下锂电池的衰减问题,目前进展未知,北方朋友也特别煎熬。
不仅电池,半导体行业同样面临相似困境。
为了证明“科技大爆炸”,有人会拿几十年前的大哥大来对比智能手机,或者拿占满一间教室那么大的古董计算机,来对比如今的笔记本电脑。
电脑和手机是改变了我们生活,只是拆开来看,它们的底层结构没有任何变化,都只是体现在应用上的进步,比如储存容量、运行速度、屏幕分辨率等。
现代计算机虽然结构更复杂,计算能力更强,仍然是基于上世纪40年代的冯诺依曼机原理上进行改良。
体积缩小,归功于集成电路的迅猛发展,也就是“摩尔定律”:集成电路可容纳的元器件数量,每隔18~24个月会增加一倍,性能也将提升一倍。
但摩尔定律不会一直维持下去,想压缩集成电路面积,又要在里面无限堆砌元器件,最终肯定会达到物理极限,5nm制程必然不是终点,也很快到临界点了。
量子计算机倒可以期待一下。
2019年,谷歌宣称“量子霸权”已经实现,在实验中证明了自家量子计算机的优越性:在世界第一超算Summit需要计算1万年的实验中,谷歌的量子计算机只用了3分20秒。
严格来说,这个实验只是一个特定任务,实际应用意义不大,而且由于框架性问题,量子计算机是很难取代经典计算机。
然后是去年年底,我国构建了76个光子的量子计算原型机“九章”,在处理高斯玻色取样的速度上,比谷歌的快了一百亿倍。
虽然计算速度很快,可它们不是真正的计算机,既无能编程,也无法实现纠错容错,离真正大范围的普及可商用化,还需要保守几十年时间。
至于IT界,一直陷入迷茫中,反复鼓吹概念,比如全息互动、人造生命、永生技术,意识控制,记忆共享,脑联网等等。
这些概念背后,基本没有任何理论上的突破,更别谈论创新,陷入了虚假繁荣,无法自拔。
主打换脸的AI软件,用的是深度学习,勉强达到弱人工智能的最低门槛,甚至连智能都称不上,仅仅停留在浅层。
想要实现强人工智能,还有很远的距离,而且远到令人绝望。
因为实现人工智能的前提,是要对人类基因组有突破性进展。
人类大脑是目前已知最复杂的结构,拥有上千亿神经细胞,而人类的基因组,由大约30亿碱基对组成。
在50年前,大家对科技发展看得太乐观,认为到2000年就能充分了解大脑的思维特性,然后半个世纪过去了,我们对大脑、对基因的认知,还处于最原始阶段。
我们一筹莫展,为何一个小小的受精卵会变成一个活生生的人?为什么会有肤色差异、单双眼皮、异色瞳孔......为什么人与老鼠这两个物种的差异如此之大,却有99%的基因找到同源序列?人类基因组有两万多个基因,每一个序列又是什么?
生物学的本质,仍是一门基于实验和经验的科学,需要依赖大量数据收集和整理工作,而且缺乏完整的理论去指导实践,缺乏一个生物学的牛顿。
也因此,人类基因的密码牢不可破,许多疾病很难解决。
几乎所有的精神疾病,诸如阿尔兹海默症、抑郁症、躁狂症、双相情感障碍等等,既不能观察,也难以治疗,甚至只能用“有无遗传病家族史”和人群发病率,去做一个大概判断。
几乎所有疾病都无法根治,要么病因不明,要么发病机制不明,现代医学所达到的“治愈”层次,也只是让人恢复到健康状态。
比如艾滋病、高血压、糖尿病等病症,通过定期服用药物控制;早期的癌症患者,服用靶向药物进行长期控制,尽量不让病毒对生活产生太大影响,就可以了。
我们是处于“科技大爆炸”时代,但真正“爆炸”的领域就只有IT互联网,同时掩盖了科技树主干进展的贫瘠无力。
有些研究真的无法快马加鞭,我们只能选择希望。
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